CN102107707B - 车头碗组制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可一贯自动化地制造车头碗组的上盖、上碗及下碗的方法，该上盖、上碗及下碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻加工完成，上盖是先在顶面成型一未贯通的插孔，底面突出有一压环，经连续模反复冷锻该插孔，使插孔贯通两面且符合尺寸要求，并以连续模在顶面冷锻成型出推拔面；至于上碗、下碗是成型有一能抵接于头管外端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩端面成型一未贯通的容孔，然后经由连续模反复冷锻该环抵肩、筒身及容孔，然后，在筒身的端面成型有一与容孔同心且孔径颈缩的穿孔，从而完成上碗、下碗的制作。此种制造方法符合高精度及高强度要求，且能降低生产成本及提高加工效率。

Description

车头碗组制造方法

技术领域

本发明涉及一种符合高精度及高强度要求，且能降低生产成本及提高加工效率的车头碗组制造方法。

背景技术

传统自行车用车头碗组，便如中国台湾申请第090115223号“车头碗组”中的第一图所示，主要是由一上盖、一安装于上盖与头管顶端间的上碗、一安装于头管底端的下碗所组成，令上盖与上碗之间能透过一上迫紧环而安装一上轴承，至于下碗则透过一下迫紧环而安装有一下轴承，令前叉同心安装于上、下轴承之中，使前叉能透过该上、下轴承而绕头管中心的自转，以方便使用者能透过设置于前叉顶端的把手架而操控自行车的行进方向。

该上盖、上碗及下碗的传统制造步骤依序经：准备挤型铝棒→在车床上以车刀切削成型出外周轮廓→在车床上以钻头钻出内孔→在车床上以内孔车刀加工出内孔尺寸→在车床上以切断车刀将上盖、上碗或下碗裁断→成品。此种切削制法有以下缺点：

(1)需使用各种不同刀具加工，在大量生产时有效率不足的情形；

(2)其整体加工时间无法降低，所以有制造成本无法降低的问题；

(3)在车削时有大量废料产生，相当浪费材料；

(4)无法强化其材料密度及强度。

有鉴于传统切削加工有上述缺点，于是便有一种热锻成型车头碗的技术产生，其制造步骤依序经：准备挤型铝棒→需裁切比成型对象更多的材料(增加材料成本)→材料加热(增加热能成本)→热锻冲压成型(此时为了使成型物件确实，必须在模具成型的物件周围加工材料溢料区有多余的材料)→成型下料后二次加工冲压去除溢料→车削或研磨去除溢料所产生的粗糙断面→车削加工所需的孔径尺寸。

由此可知，该热锻成型车头碗的技术，其的确具有浪费材料、增加热能成本、需修边等等不足有待改善，本发明人乃经过不断构思、创研，研发出具有实用的本发明。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种符合高精度及高强度要求，且能降低生产成本及提高加工效率的车头碗组制造方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种车头碗组制造方法，该车头碗组包括有一上盖、一上碗及一下碗；上盖是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，使之在顶面成型一未贯通的插孔，底面突出有一压环，然后经由连续模反复冷锻而将该插孔及压环定型，以使该插孔贯通两面，从而构成所需的上盖；上碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，从而具有一能抵接于头管顶端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩的端面成型一未贯通的容孔，然后经由连续模反复冷锻该环抵肩、筒身及容孔，然后，在筒身的端面成型有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔；下碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，从而具有一能抵接于头管底端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩的端面成型一未贯通的容孔，然后经由连续模反复冷锻该环抵肩、筒身及容孔，然后，在筒身的端面成型有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔。

上述上盖、上碗及下碗的连续模安装于一螺丝成型机或一螺丝成型机，以进行一系列冷锻加工。

上述上盖连续模首先冷锻压轧金属棒的高度，然后在顶面冷锻成型一未贯通的阶级插孔，以及在底面冷锻成型一突出的压环；再以连续模反复冷锻该插孔，并使该插孔贯通两面，且于该插孔的上、下端缘形成倒角；继续以连续模反复冷锻该插孔扩孔，及整体高度，以消除插孔上、下端缘的倒角，并于顶面冷锻成型出直径向上渐缩的推拔面；最后才以连续模将插孔、压环、推拔面定型，使之成型出所需的上盖。

上述上、下碗连续模首先冷锻压轧金属棒的高度，然后才冷锻成型出筒身、环抵肩、未贯通的容孔；再以连续模逐步拉伸容孔深度，及压轧整体高度，且于筒身底端面成型有一上凹且未贯通容孔的缓冲孔；继续以连续模反复冷锻拉伸该容孔深度，并将容孔扩孔，从而使缓冲孔能抵消该容孔的剧烈变形量；最后，才以该连续模将筒身、环抵肩、容孔、穿孔成型。

上述上、下碗连续模镂刻有所需的图案，从而使该连续模在上、下碗表面成型出相应图案。

一种车头碗组制造方法，该车头碗组包括有一上盖、一上碗及一下碗；所述上盖是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，首先冷锻压轧该金属棒高度，然后于顶面冷锻成型一未贯通的插孔，以及于底面冷锻成型一突出的压环；再以连续模反复冷锻该插孔，并使该插孔贯通两面，且在该插孔的上、下端缘形成倒角；继续以连续模反复冷锻该插孔扩孔，及整体高度，以消除插孔上、下端缘的倒角，并于顶面冷锻成型出直径向上渐缩的推拔面；最后才以该连续模将插孔、压环、推拔面定型，使之成型出所需的上盖。

上述上盖的连续模镂刻有所需的图案，从而使此连续模在上盖推拔面成型出相应图案。

上述下碗形状与上碗呈上下对称设置，该上、下碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻，首先冷锻压轧该金属棒高度，然后才冷锻成型出一能抵接于头管外端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩端面成型一未贯通的容孔；再以连续模反复冷锻该筒身、环抵肩，并逐步拉伸容孔深度，及压轧整体高度，且于筒身顶端面成型有一下凹且未贯通容孔的缓冲孔；继续以连续模反复冷锻拉伸前述容孔深度，并将容孔扩孔，从而使缓冲孔能抵消该容孔的剧烈变形量；最后，才以连续模将筒身、环抵肩、容孔定型，并于筒身的端面贯穿有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔，使之成型出所需的上、下碗。

一种车头碗组制造方法，该车头碗组包括有一上盖、一上碗及一下碗；所述下碗形状与上碗呈上下对称设置，该上、下碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，首先冷锻压轧该金属棒高度，然后才冷锻成型出一能抵接于头管外端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩端面成型一未贯通的容孔；再以连续模反复冷锻该筒身、环抵肩，并逐步拉伸前述容孔深度，及压轧整体高度，且于筒身顶端面成型有一下凹且未贯通容孔的缓冲孔；继续以连续模反复冷锻拉伸该容孔深度，并将容孔扩孔，从而使缓冲孔能抵消该容孔的剧烈变形量；最后，才以该连续模将筒身、环抵肩、容孔定型，并于筒身的端面贯穿有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔，使之成型出所需的上、下碗。

上述上、下碗连续模镂刻有所需的图案，从而使该连续模在上、下碗的表面成型出相应图案。

采用上述方案后，本发明可以一贯自动化地将车头碗组的上盖、上碗及下碗分别制造完成，而无需另外二次加工，用以达成降低生产成本及提供加工效率的原则及新颖功能，确实为车头碗组的制造方式提出一种有效解决的新颖技术。

附图说明

图1是本发明车头碗组的主要构件分解示意图；

图2是本发明车头碗组的细部构件分解示意图；

图3是本发明车头碗组安装于自行车的外观示意图；

图4A是本发明上盖的立体制造流程示意图；

图4B是本发明上盖的剖视制造流程示意图；

图4C是本发明上盖的另一立体制造流程示意图；

图5A是本发明上碗的立体制造流程示意图；

图5B是本发明上碗的剖视制造流程示意图；

图6A是本发明下碗的立体制造流程示意图；

图6B是本发明下碗的剖视制造流程示意图；

图7是本发明车头碗组的第二实施例示意图；

图8是本发明车头碗组的第三实施例示意图。

主要元件符号说明

A上盖      a1金属棒    a2初胚体

11插孔     12压环      13推拔面

14图案

B上碗      b1金属棒    b2初胚体

21筒身     22环抵肩    23容孔

24缓冲孔   25穿孔      26图案

C下碗      c1金属棒    c2初胚体

31筒身     32环抵肩    33容孔

34缓冲孔   35穿孔      36图案

41上轴承   42下轴承    43上迫紧环

44下迫紧环 45垫片

50车架     51头管      52把手架

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的结构、特征及其它目的进行详细说明。

请参阅图1至图3所示，本发明所提供的车头碗组，主要是由一上盖A、一上碗B及一下碗C组成，用以使前叉能枢转地安装于车架50的头管51中，使之可供把手架52而操控自行车行进方向。

请另外配合图4B所示，上盖A具有一可供前叉贯穿的插孔11，并于底面突伸有一与插孔11同心的压环12，至于该上盖A的顶面则具有直径向上渐缩的推拔面13，该推拔面13成型有所需的图案14或LOGO。

请另外配合图5B所示，上碗B具有一能插入头管51中的筒身21、一能抵接于头管51顶端的环抵肩22、一由上向下凹设的容孔23，并于筒身21底部形成一孔径较容孔23小且可供前叉贯穿的穿孔25，从而在容孔23及前叉之间安装有上轴承41，并使上盖A的压环12能压制一上迫紧环43及一垫片45，用以将上轴承41定位，且在上碗B的顶面成型有所需的图案26或LOGO。

请另外配合图6B所示，下碗C的形状与上碗B相对称，而具有一能插入头管51中的筒身31、一能抵接于头管51底端的环抵肩32、一由下向上凹设的容孔33，并在筒身31的顶部形成一孔径较容孔33小且可供前叉贯穿的穿孔35，从而在容孔33及前叉之间安装有下轴承42，并使一下迫紧环44能将下轴承42定位，至于该下碗C在环抵肩32的顶面则成型有所需的图案36或LOGO。

由此，以使前叉能透过上、下轴承41、42而绕头管51中心自转，以方便使用者调整自行车的行进方向。

请参看图4A、图4B及图4C，其上盖A的制造步骤包括有：

1)准备预定形状及重量的铝制金属棒a1；

2)将多组模具组成的系列连续模安装于一螺帽成型机(NutFormer)或螺丝成型机(Bolt Former)，首先冷锻压轧该金属棒a1的高度而成一初胚体a2；

3)然后在初胚体a2的顶面冷锻成型一未贯通的阶级插孔11，以及在底面冷锻成型一突出的压环12；

4)再以连续模反复冷锻前述插孔11及整体高度，并使该插孔11贯通两面，且在该插孔11的上、下端缘形成倒角；

5)继续以连续模反复冷锻该插孔11扩孔及整体高度，以消除插孔11上、下端缘的倒角，并于顶面冷锻成型出直径向上渐缩的推拔面13；

6)最后，才以连续模将插孔11、压环12、推拔面13定型，使之成型出所需的上盖A，并透过连续模镂刻有所需的图案或LOGO，从而在上盖A的推拔面13上成型有图案14或LOGO，用以达到所需的标示效果，此附加价值若使用传统制法确实难以实现，图案14或LOGO可以根据实际需要而选择凸出或凹入。

请参看图5A及图5B，上碗B的制造步骤包括有：

1)准备预定形状及重量的铝制金属棒b1；

2)将多组模具组成的系列连续模安装于一螺帽成型机(NutFormer)或螺丝成型机(Bolt Former)，首先冷锻压轧金属棒b1的高度而成一初胚体b2；

3)然后在初胚体b2上冷锻成型一能伸入头管51中的筒身21、一能抵接于头管51顶端的环抵肩22，并于环抵肩22的端面成型一未贯通的容孔23；

4)再以连续模反复冷锻前述筒身21、环抵肩22，并逐步拉伸容孔23的深度，及压轧整体高度，且于筒身21底端面成型有一上凹且未贯通容孔23的缓冲孔24；

5)继续以连续模反复冷锻拉伸容孔23的深度，并将容孔23扩孔，从而使缓冲孔24能抵消容孔23的剧烈变形量；

6)最后，才以连续模将筒身21、环抵肩22、容孔23定型，并于筒身21的端面贯穿有一与容孔23同心且孔径颈缩的穿孔25，使之成型出所需的上碗B，并透过连续模镂刻有所需的图案或LOGO，从而在环抵肩22的端面成型有图案26或LOGO，用以达到所需的标示效果，此图案26或LOGO可以根据实际需要而选择凸出或凹入。

请参看图6A及图6B，下碗C的形状与上碗B呈上下对称设置，故而其只需同一流程即可制造出来，其制造步骤包括有：

1)准备预定形状及重量的铝制金属棒c1；

2)将多组模具组成的系列连续模安装于一螺帽成型机(NutFormer))或螺丝成型机(Bolt Former)，首先冷锻压轧该金属棒c1的高度而成一初胚体c2；

3)然后将初胚体c2冷锻成型一能伸入头管51中的筒身31、一能抵接于头管51底端的环抵肩32，并于环抵肩32的端面成型一未贯通的容孔33；

4)再以连续模反复冷锻前述筒身31、环抵肩32，并逐步拉伸容孔33的深度，及压轧整体高度，且于筒身31的顶端面成型有一下凹且未贯通容孔33的缓冲孔34；

5)继续以连续模反复冷锻拉伸容孔33的深度，并将容孔33扩孔，从而使缓冲孔34能抵消容孔33的剧烈变形量；

6)最后，才以连续模将筒身31、环抵肩32、容孔33定型，并于筒身31的端面贯穿有一与容孔33同心且孔径颈缩的穿孔35，使之成型出所需的下碗C，并透过连续模镂刻有所需的图案或LOGO，从而在环抵肩32的顶面成型有图案36或LOGO，用以达到所需的标示效果，此图案36或LOGO可以根据实际需要而选择凸出或凹入。

由以上的制造方法说明得知，本发明车头碗组的上盖A、上碗B及下碗C的制造方法，其至少具有以下优点：

(1)挤型金属棒a1、b1、c1无需加热即可进行加工，改善传统热锻加工的热能消耗；

(2)成品没有溢料及残料问题，无需以二次加工进行切断溢料或残料，故而没有传统热锻加工的废料及后续修边问题；

(3)本发明所制成的成品尺寸精度极高，无需另外车削加工，故而可有效减少工序，以及完全克服废料浪费问题；

(4)本发明所制成的成品经连续冷锻后，整个材料密度及强度均更为优良；

(5)本发明所制成的成品只需一次冷锻加工即可达到高精密度及表面性佳的特点。

请参阅图7及图8，其进一步说明本发明中的上碗B及下碗C的图案36设置，其可视使用者的需求而选择性设置，或者都不设置，至于上盖A则一定设置有图案14。

综上所述，本发明中所揭示的生产流程完全突破改革习用制法生产效率低、质量不良率劣化的问题，是一技术理念上的高度创作，符合专利申请要件。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，凡是按照本发明的申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种车头碗组制造方法，该车头碗组包括有一上盖、一上碗及一下碗；其特征在于：

上盖是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，使之在顶面成型一未贯通的插孔，底面突出有一压环，然后经由连续模反复冷锻而将该插孔及压环定型，以使该插孔贯通两面，从而构成所述的上盖；

上碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，从而具有一能抵接于头管顶端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩的端面成型一未贯通的容孔，然后经由连续模反复冷锻该环抵肩、筒身及容孔，然后，在筒身的端面成型有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔；

下碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，从而具有一能抵接于头管底端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩的端面成型一未贯通的容孔，然后经由连续模反复冷锻该环抵肩、筒身及容孔，然后，在筒身的端面成型有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔。

2.如权利要求1所述的车头碗组制造方法，其特征在于：所述上盖、上碗及下碗的连续模安装于一螺丝成型机或一螺帽成型机，以进行一系列冷锻加工。

3.如权利要求1或2所述的车头碗组制造方法，其特征在于：所述上盖连续模首先冷锻压轧金属棒的高度，然后在顶面冷锻成型一未贯通的阶级状的所述插孔，以及在底面冷锻成型一突出的所述压环；再以连续模反复冷锻该插孔，并使该插孔贯通两面，且于该插孔的上、下端缘形成倒角；继续以连续模反复冷锻该插孔扩孔及压轧整体高度，以消除插孔上、下端缘的倒角，并于顶面冷锻成型出直径向上渐缩的推拔面；最后才以连续模将插孔、压环、推拔面定型，使之成型出所述的上盖。

4.如权利要求3所述的车头碗组制造方法，其特征在于：所述上、下碗连续模首先冷锻压轧金属棒的高度，然后才冷锻成型出筒身、环抵肩、未贯通的容孔；再以连续模逐步拉伸容孔深度，及压轧整体高度，且于筒身底端面成型有一上凹且未贯通容孔的缓冲孔；继续以连续模反复冷锻拉伸该容孔深度，并将容孔扩孔，从而使缓冲孔能抵消该容孔的剧烈变形量；最后，才以该连续模将筒身、环抵肩、容孔、穿孔成型。

5.如权利要求3所述的车头碗组制造方法，其特征在于：所述上、下碗连续模镂刻有所需的图案，从而使该连续模在上、下碗表面成型出相应图案。

6.一种车头碗组制造方法，该车头碗组包括有一上盖、一上碗及一下碗；其特征在于：所述上盖是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，首先冷锻压轧该金属棒高度，然后于顶面冷锻成型一未贯通的插孔，以及于底面冷锻成型一突出的压环；再以连续模反复冷锻该插孔，并使该插孔贯通两面，且在该插孔的上、下端缘形成倒角；继续以连续模反复冷锻该插孔扩孔及压轧整体高度，以消除插孔上、下端缘的倒角，并于顶面冷锻成型出直径向上渐缩的推拔面；最后才以该连续模将插孔、压环、推拔面定型，使之成型出所述的上盖。

7.如权利要求6所述的车头碗组制造方法，其特征在于：所述上盖的连续模镂刻有所需的图案，从而使此连续模在上盖推拔面成型出相应图案。

8.如权利要求6或7所述的车头碗组制造方法，其特征在于：所述下碗形状与上碗呈上下对称设置，该上、下碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻，首先冷锻压轧该金属棒高度，然后才冷锻成型出一能抵接于头管外端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩端面成型一未贯通的容孔；再以连续模反复冷锻该筒身、环抵肩，并逐步拉伸容孔深度，及压轧整体高度，且于筒身顶端面成型有一下凹且未贯通容孔的缓冲孔；继续以连续模反复冷锻拉伸前述容孔深度，并将容孔扩孔，从而使缓冲孔能抵消该容孔的剧烈变形量；最后，才以连续模将筒身、环抵肩、容孔定型，并于筒身的端面贯穿有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔，使之成型出所述的上、下碗。

9.一种车头碗组制造方法，该车头碗组包括有一上盖、一上碗及一下碗；其特征在于：所述下碗形状与上碗呈上下对称设置，该上、下碗是将预定形状及重量的金属棒以多组模具组成的连续模进行一系列冷锻而成，首先冷锻压轧该金属棒高度，然后才冷锻成型出一能抵接于头管外端的环抵肩、一能伸入头管中的筒身，并于环抵肩端面成型一未贯通的容孔；再以连续模反复冷锻该筒身、环抵肩，并逐步拉伸前述容孔深度，及压轧整体高度，且于筒身顶端面成型有一下凹且未贯通容孔的缓冲孔；继续以连续模反复冷锻拉伸该容孔深度，并将容孔扩孔，从而使缓冲孔能抵消该容孔的剧烈变形量；最后，才以该连续模将筒身、环抵肩、容孔定型，并于筒身的端面贯穿有一与容孔同心连通且孔径颈缩的穿孔，使之成型出所述的上、下碗。

10.如权利要求9所述的车头碗组制造方法，其特征在于：所述上、下碗连续模镂刻有所需的图案，从而使该连续模在上、下碗的表面成型出相应图案。

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